Celbiologie 2023
Hoofdstuk 8: celsignalisatie
Inleiding
Geen enkele cel leeft geïsoleerd. Zelfs in eukaryote organismen zijn er signaal moleculen.
Belangrijk bij multi -cellulaire moleculen zijn de extracellulaire moleculen die binnen het
organisme functioneren. Naburige cellen communiceren dikwijls door direct cel -cel contact.
Er zijn enorme hoeveelheden aan signaalmoleculen terug te vinden. Dit hoofdstuk geeft
overzicht van de belangrijke signaalmoleculen en hun receptoren. Het geheel van processen
waarbij in de cel een signaal wordt overgedragen noemen we de signaaltransductie.
Signaal moleculen en cel-opp. receptoren
Communicatie d.m.v. extracellulaire signalen omvat meestal de volgende stappen:
1. Synthese
2. Vrijstelling van de signaalmolecule (S) door de signaalcel
3. Transport van S naar doeleiwit
4. Binding van S op specifiek receptoreiwit (R) met activatie als gevolg
5. Initiatie van 1 of meerdere signaaltransductie pathways d.m.v. geactiveerde receptor.
6. Specifieke effecten op een cellulaire functie, metabolisme of ontwikkeling
7. Verwijdering van S, meestal gevolgd door het stopzetten van de cellulaire respons
De meerderheid van R wordt geactiveerd door binding van een gesecreteerde of membraan
gebonden molecule (hormoon, groeifactor, neurotransmitter, feromoon). Sommige R
worden echter pas geactiveerd door verandering in de concentratie van een metaboliet (bvb
zuurstof, nutriënten) of fysische stimuli (bvb licht, hitte).
, Werken over lange afstand
In dierlijke systemen kan je de signaaloverdracht d.m.v. extracellulaire moleculen
onderverdelen in 3 klassen: endocrien, paracrien of autocrien.
Endocrien
Signaalmoleculen, hormonen genoemd werken in op cellen die
verafgelegen zijn van de syntheseplaats. Deze synthese vindt plaats in
cellen gelegen in diverse endocriene organen.
Paracrien
Signaalmoleculen die worden vrijgezet, werken in op cellen die in
d e nabijheid liggen van de syntheseplaats. Een goed vb. hiervan is
de signaaloverdracht van een neurotransmitter tussen de ene
zenuwcel en een andere zenuwcel of doelwitcel
aUTOCRIEN
Cellen reageren zelf op signaalmoleculen die ze zelf hebben aangemaakt. Sommige
groeifactoren werken op deze wijze.
De receptoren reageren zeer specifiek met hun ligand. Dat is te danken aan de niet -
covalente interacties tussen het ligand en de aminozuren van het receptoreiwit.
Intracellulaire signaaltransductie
De intracellulaire pathways die signalen binnen in de cel verder zetten, stroomafwaarts van een
geactiveerde cel -oppervlakte receptor verschilt in complexiteit en in de manier waarop ze
signalen overdragen
Secundaire boodschappers transporteren signalen van diverse receptoren
D binding van het ligand (1 e boodschapper) aan de cellulaire receptor veroorzaakt een
kortstondige concentratie stijging (of daling) van signaalmoleculen met een laag mol e culair
gewicht (secundaire boodschappers -SB-of 2nd messengers). Belangrijke SB moleculen zijn
3’,5’ -cyclisch AMP (cAMP), 3’,5’ - cyclisch GMP (cGMP), 1,2 -diacylglycerol (DAG) en inositol 1,4,5 -
trifosfaat (IP 3). Andere veel voorkomende zijn Ca2+ en de fosfoinositiden. De kortstondige
stijging van een of meerder SB moleculen veroorzaakt een snelle stijging of veranderi ng in de
activiteit van een of meerde enzymen of niet -enzymatische eiwitten. Afhankelijk van de cel kan
deze respons in de cel zeer sterk verschillen. In de spier zal een stijging van Ca2+ een
contractie veroorzaken terwijl in een endocriene cel of zenuwce l dezelfde Ca2+ puls de
excretie van secretorische vesikels veroorzaken.
Hoofdstuk 8: celsignalisatie
Inleiding
Geen enkele cel leeft geïsoleerd. Zelfs in eukaryote organismen zijn er signaal moleculen.
Belangrijk bij multi -cellulaire moleculen zijn de extracellulaire moleculen die binnen het
organisme functioneren. Naburige cellen communiceren dikwijls door direct cel -cel contact.
Er zijn enorme hoeveelheden aan signaalmoleculen terug te vinden. Dit hoofdstuk geeft
overzicht van de belangrijke signaalmoleculen en hun receptoren. Het geheel van processen
waarbij in de cel een signaal wordt overgedragen noemen we de signaaltransductie.
Signaal moleculen en cel-opp. receptoren
Communicatie d.m.v. extracellulaire signalen omvat meestal de volgende stappen:
1. Synthese
2. Vrijstelling van de signaalmolecule (S) door de signaalcel
3. Transport van S naar doeleiwit
4. Binding van S op specifiek receptoreiwit (R) met activatie als gevolg
5. Initiatie van 1 of meerdere signaaltransductie pathways d.m.v. geactiveerde receptor.
6. Specifieke effecten op een cellulaire functie, metabolisme of ontwikkeling
7. Verwijdering van S, meestal gevolgd door het stopzetten van de cellulaire respons
De meerderheid van R wordt geactiveerd door binding van een gesecreteerde of membraan
gebonden molecule (hormoon, groeifactor, neurotransmitter, feromoon). Sommige R
worden echter pas geactiveerd door verandering in de concentratie van een metaboliet (bvb
zuurstof, nutriënten) of fysische stimuli (bvb licht, hitte).
, Werken over lange afstand
In dierlijke systemen kan je de signaaloverdracht d.m.v. extracellulaire moleculen
onderverdelen in 3 klassen: endocrien, paracrien of autocrien.
Endocrien
Signaalmoleculen, hormonen genoemd werken in op cellen die
verafgelegen zijn van de syntheseplaats. Deze synthese vindt plaats in
cellen gelegen in diverse endocriene organen.
Paracrien
Signaalmoleculen die worden vrijgezet, werken in op cellen die in
d e nabijheid liggen van de syntheseplaats. Een goed vb. hiervan is
de signaaloverdracht van een neurotransmitter tussen de ene
zenuwcel en een andere zenuwcel of doelwitcel
aUTOCRIEN
Cellen reageren zelf op signaalmoleculen die ze zelf hebben aangemaakt. Sommige
groeifactoren werken op deze wijze.
De receptoren reageren zeer specifiek met hun ligand. Dat is te danken aan de niet -
covalente interacties tussen het ligand en de aminozuren van het receptoreiwit.
Intracellulaire signaaltransductie
De intracellulaire pathways die signalen binnen in de cel verder zetten, stroomafwaarts van een
geactiveerde cel -oppervlakte receptor verschilt in complexiteit en in de manier waarop ze
signalen overdragen
Secundaire boodschappers transporteren signalen van diverse receptoren
D binding van het ligand (1 e boodschapper) aan de cellulaire receptor veroorzaakt een
kortstondige concentratie stijging (of daling) van signaalmoleculen met een laag mol e culair
gewicht (secundaire boodschappers -SB-of 2nd messengers). Belangrijke SB moleculen zijn
3’,5’ -cyclisch AMP (cAMP), 3’,5’ - cyclisch GMP (cGMP), 1,2 -diacylglycerol (DAG) en inositol 1,4,5 -
trifosfaat (IP 3). Andere veel voorkomende zijn Ca2+ en de fosfoinositiden. De kortstondige
stijging van een of meerder SB moleculen veroorzaakt een snelle stijging of veranderi ng in de
activiteit van een of meerde enzymen of niet -enzymatische eiwitten. Afhankelijk van de cel kan
deze respons in de cel zeer sterk verschillen. In de spier zal een stijging van Ca2+ een
contractie veroorzaken terwijl in een endocriene cel of zenuwce l dezelfde Ca2+ puls de
excretie van secretorische vesikels veroorzaken.
